Augmented Reality

Erweiterte Realität in der Industrie

Steigende Komplexität der Konstruktionsprozesse und immer kürzere Entwicklungszeiten zwingen die Industrie, über neue Wege und Möglichkeiten der Produktentwicklung nachzudenken. Augmented Reality kann hier zur Verkürzung der Entwicklungszeiten, zur Kostenoptimierung und verbessertem Service beitragen.

Der Motorrad- und Bike-Hersteller KTM setzt Augmented-Reality-Lösungen von PTC ein, um die Konstruktion und Entwicklung zu beschleunigen. (Bild: KTM)

Das Internet der Dinge und das Maschinelle Lernen wirken sich bereits stark auf die Art aus, wie wir „Dinge“ betreiben, pflegen und warten. Mit der erweiterten Realität – häufig auch als Augmented Reality oder AR bezeichnet – gibt es nun eine Technologie auf dem Markt, mit der es uns gelingt, unsere Interaktionen und Erfahrungen ebenfalls zu modifizieren. AR erlaubt, mit digitalen Informationen in Form von Computergrafiken die reale Ansicht der physikalischen Welt zu überlagern. Mit anderen Worten: Digitale und physikalische Welten werden in einer vereinten, visuellen Erfahrung zusammengeführt. Der explosive Anstieg bei intelligenten, mobilen Endgeräten wie Telefonen und Tablets sorgt dafür, dass AR in der Mitte der Gesellschaft ankommt. In den nächsten 6 bis 12 Monaten erwartet uns erneut ein rasanter Zuwachs bei brandneuen tragbaren Geräten wie Brillen, Schutzbrillen und sogar Helmen von Unternehmen wie ODG, Microsoft, Magic Leap, Oculus, Epson, Daqri und vielen anderen.

Diese in der Hand oder am Körper getragenen Geräte sind notwendig, reichen aber allein noch nicht aus. Man benötigt Anwendungen, um damit echten Mehrwert zu erzielen – Anwendungen, die erweiterte, digitale Inhalte für die physikalische Welt generieren und anreichern. Diese können beispielsweise entstehen, wenn digitale 3D-Produktbeschreibungen mit Konnektivität und Analysemöglichkeiten zusammengeführt werden. Anders ausgedrückt: Das Wunder geschieht, wenn 3D-CAD auf IoT und AR trifft. Für Endverbraucher wurden bereits zahlreiche Anwendungen entwickelt, allerdings kratzen diese meist nur an der Oberfläche der Möglichkeiten und schöpfen das Potenzial von AR bei weitem nicht aus. AR wird die Welt dann verändern, wenn wir es in den Unternehmen zum Einsatz bringen. Und die Anzahl der Einsatzmöglichkeiten der erweiterten Realität in Unternehmen ist nahezu unbegrenzt. So kann mit der Technologie die Produktentwicklung validiert werden, indem vor allem in den ersten Entwicklungsstadien keine aufwändigen physischen Prototypen mehr gebaut werden müssen, sondern der Entwickler einen sogenannten digitalen Zwilling auf dem Tisch oder im Raum erschafft und sich darin bewegt. Virtuelle Anzeigetafeln ergänzen die Überwachung der Betriebsabläufe und Gerätezustände.

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Der Baumaschinenhersteller Caterpillar nutzt AR für die eigene Entwicklung, aber auch zur Unterstützung der Kunden: Per iPad wird dem Kunden z.?B. gezeigt, wann Serviceteile wie Öl und Filter zu wechseln sind – und wie er das machen kann (Bild: PTC)

Der Weg zur eigenen Augmented- Reality-Anwendung kann einfacher sein, als es zunächst klingen mag. Jedes zukünftige AR-Szenario verwendet Daten aus verschiedenen Systemen wie CAD, PLM oder SLM und setzt auf IoT-Plattformen wie ThingWorx als Basis auf. Um daraufhin ein wirkliches AR-Erlebnis zu bieten, können Unternehmen auf Plattformen wie Vuforia zurückgreifen. Speziell für die Anforderungen der Entwickler konzipiert, stellt dessen Kernstück, die Vuforia Engine, das digitale Auge in den Applikationen dar. Es wird mithilfe sogenannter Software Development Kits (SDKs) in die eigenen Applikationen eingefügt. Dieses Auge kann die Dinge im Anzeigebereich der Kamera identifizieren. Dazu gehören Bilder, Objekte und sogar Worte. Es teilt der Applikation mit, was beziehungsweise welches „Ding“ es jeweils sieht und wo genau sich dieses befindet. Dann liegt es am Entwickler, auf Basis dieser Informationen ein AR-Erlebnis in Verbindung mit dem betrachteten Objekt zu gestalten.

Mit Plattformen einfach implementiert
Etwas Wichtiges fehlt aber noch, wenn es darum geht, ein Ding und seinen digitalen Zwilling – also die entsprechenden digitalen Informationen zu einem realen Objekt – zu identifizieren: eine einzigartige Kennzeichnung. Barcodes, QR-Codes und Ähnliches haben ihre Grenzen und erweisen sich für AR-Erlebnisse als unzureichend, da sie gleichzeitig auch das Erscheinungsbild des Produktes verändern. Deshalb wurde die ThingMark entwickelt. Damit lassen sich alle Dinge bis hin zur Seriennummer identifizieren. Gleichzeitig genießen Entwickler Flexibilität, da das verwendete Bild beliebigen Ursprungs sein kann. Der Zeichencode besteht aus Elementen und je mehr Elemente verwendet werden, desto mehr Daten werden damit verbunden.

In den nächsten Monaten werden viele tragbare AR-Geräte neu auf den Markt kommen. (Bild: PTC)

Die Basistechnologie steht – was Unternehmen nun brauchen, sind entsprechende Anwendungen, die erweiterte, digitale Inhalte für die physikalische Welt generieren, sie für den Einsatz zur Verfügung stellen sowie eine App, die den Durchblick im Dschungel der einzelnen Geräte und ThingMarks wahrt. PTC bietet hierfür mit Vuforia Studio beispielsweise ein leistungsfähiges neues Werkzeug für Unternehmen zum codefreien Erstellen von AR-Erlebnissen an. Vuforia Studio eröffnet Unternehmen einen einfachen Zugang zur erweiterten Realität, indem bestehende 3D-Objekte sowohl aus der führenden 3D-CAD-Software Creo als auch aus anderen gängigen 3D-Modellierungswerkzeugen verwendet werden können. Diese Daten lassen sich daraufhin mit einfach erstellten Animationen und Sequenzen ebenso kombinieren wie mit IoT-Sensordaten aus ThingWorx wie Temperatur oder Betriebsgeschwindigkeit. Die Integration der Daten erfolgt mithilfe verschiedener Technologiekomponenten, die die Entwicklung von AR-Anwendungen vereinfachen.

Stephan Ellenrieder, PTC / hs

Parametric Technology GmbH, Telefon: 089/321060, www.ptc.com

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